Двигателите, предназначени за вакуумни приложения, споделят определени структурни прилики със стандартните двигатели - обикновено се състоят от статор, ротор, намотки, лагери и корпус - но техните вътрешни структури изискват специфични модификации поради уникалната работна среда. Освен осигуряването на структурна опора и защита, корпусът на двигателя трябва да улеснява разсейването на топлината; следователно проектите често имат за цел да скъсят пътя на топлопроводимостта от вътрешността към екстериора. Статорът се състои основно от желязна сърцевина и намотки; последните използват изолационни материали, подходящи за вакуумна среда, за да се сведе до минимум отделянето на газове, което може да компрометира качеството на вакуума. Дизайнът на ротора е съобразен със специфичните изисквания за скорост на въртене и натоварване, балансирайки механичната якост с необходимостта да се минимизират загубите и вибрациите по време на работа.
Лагерният възел е критичен компонент на специфичните за вакуум двигатели. Тъй като плътността на въздуха е ниска във вакуум, стандартните методи за смазване може да се окажат неефективни, което води до влошена работа на лагера; следователно типът лагер и методът на смазване трябва да бъдат избрани въз основа на скоростта на двигателя, натоварването и специфичното ниво на вакуум. В приложения, изискващи висока чистота на вакуума, използването на смазочни материали често се свежда до минимум, за да се предотврати замърсяване, причинено от отделяне на смазочни газове. Освен това, прецизното прилягане между вала и лагерите пряко влияе върху нивата на вибрации и шум; по този начин високата прецизност на размерите и монтажа е от съществено значение по време на структурния дизайн и производство.
Специфичните за вакуум двигатели обикновено се отличават с компактен дизайн, за да се намали количеството на вътрешните материали и компоненти, като по този начин се минимизират потенциалните източници на отделяне на газове. Вътрешните компоненти - като изолация, лепила и други неметални части - са подложени на строг подбор, за да се гарантира използването на материали с ниски нива на отделяне на газове и добра термична стабилност. При високоскоростните вакуумни двигатели роторът преминава през динамично балансиране, а валът и поддържащите конструкции са внимателно проектирани, за да смекчат вибрациите, генерирани при високи скорости на въртене. И накрая, при интегрирането на двигателя с вакуумно оборудване се вземат предвид фактори като монтажни размери, методи на уплътняване и конфигурации на водещия проводник, за да се гарантира, че моторът отговаря на изискванията на задвижването, като същевременно остава съвместим с работните условия на цялата вакуумна система.
